RU2071901C1 - Method of double-sided end face grinding - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method comprises grinding by means of grinding wheels provided with concentric grooves of variable step. To eliminate the zone of increased glazing in the region where the wheel and a blank are close to each other when they move one with respect to the other, a grinding condition is chosen so that to optimize a time of a contact of grains of the wheel with a metal to be ground. EFFECT: simplified method. 3 dwg

Description

Изобретение относится к механической обработке и может быть использовано при торцевом шлифовании различных материалов, преимущественно при двустороннем шлифовании дисковых кольцевых заготовок. The invention relates to mechanical processing and can be used for face grinding of various materials, mainly for double-sided grinding of circular ring blanks.

Известен способ [1] по которому шлифование осуществляется кругом с наклонными относительно оси инструмента канавками с подачей СОЖ в зону резания. Основным недостатком этого способа является невозможность использования прерывистой рабочей поверхности инструмента в качестве направляющей при двустороннем шлифовании. The known method [1] by which grinding is carried out in a circle with grooves inclined relative to the axis of the tool with coolant supply to the cutting zone. The main disadvantage of this method is the inability to use a discontinuous working surface of the tool as a guide for double-sided grinding.

Известен способ [2] по которому детали перемещают вдоль оси шлифовального круга с заданной величиной продольной подачи и глубиной резания, позволяющих значительно снизить время контакта инструмента с заготовкой. Однако эти режимы не учитывают специфику технологии двустороннего шлифования. A known method [2] in which the parts are moved along the axis of the grinding wheel with a given value of the longitudinal feed and cutting depth, which can significantly reduce the contact time of the tool with the workpiece. However, these modes do not take into account the specifics of double-sided grinding technology.

Ближайшим аналогом является способ [3] по которому обрабатываемое изделие перемещают вдоль торца абразивного инструмента, выполненного в виде двух соосно установленных кругов с различной режущей способностью, при этом скорость вращения внутреннего круга составляет 0,8.1,0 скорости наружного круга. Это позволяет снизить время контакта инструмента с заготовкой в области низких скоростей и устранить засаливание кругов. Однако для осуществления этого способа требуется специальное станочное оборудование. The closest analogue is the method [3] in which the workpiece is moved along the end of the abrasive tool, made in the form of two coaxially mounted circles with different cutting ability, while the rotation speed of the inner circle is 0.8.1.0 of the speed of the outer circle. This allows you to reduce the contact time of the tool with the workpiece at low speeds and eliminate greasing of the circles. However, to implement this method requires special machine equipment.

Изобретение решает задачу сокращения времени контакта круга с заготовкой в зоне повышенного засаливания за счет прерывистого резания и соответствующих расчетных режимов шлифования на используемом в настоящее время станочном оборудовании. The invention solves the problem of reducing the time of contact of the wheel with the workpiece in the zone of increased salting due to intermittent cutting and the corresponding design grinding conditions on currently used machine tool equipment.

Для этого при двустороннем торцовом шлифовании заготовок, преимущественно дисковых с центральным отверстием, их перемещают в диаметральном направлении между двумя вращающимися абразивными кругами с концентрично расположенными абразивными и безабразивными зонами, причем безабразивные зоны на торцах кругов образуют канавками переменного шага, а продольную подачу заготовок рассчитывают по формуле

где V_s продольная подача заготовок, м/с;
n частота вращения круга, С^-1;
B ширина дисковой заготовки, м;
b превышение ширины заготовки над шириной канавки на торце круга, м.To do this, with bilateral mechanical grinding of workpieces, mainly disk with a central hole, they are moved in the diametrical direction between two rotating abrasive wheels with concentrically located abrasive and non-abrasive zones, and non-abrasive zones at the ends of the circles are formed by grooves of variable pitch, and the longitudinal feed of the workpieces is calculated by the formula

where V _{s the} longitudinal feed of the workpieces, m / s;
n frequency of rotation of the circle, C ^-1 ;
B width of the disk billet, m;
b excess width of the workpiece over the width of the grooves at the end of the circle, m

Наличие канавок на рабочей поверхности круга позволит накапливать в их полости СОЖ, поступающую при поливе сверху и через центральное отверстие в круге за счет центробежных сил при вращении круга, а также продукты шлама и одновременно способствуют отводу шлама вместе с частью использованной СОЖ. При черновом двустороннем шлифовании с большими съемами металла и соответственно с большим расходом абразивного материала рабочая поверхность круга должна предусматривать определенные "карманы" для отходов круга и металла, которые из-за плотного контакта заготовки с инструментом не удаляются из зоны резания, а размазываются на поверхности круга, засаливая его. На примере обработки дисков трения типоразмера 380х310х7 определен объем металла и абразива, снимаемого при резании. При скорости движения подачи V_s 0,133 м/с и глубине резания t 0,05; 0,1; 0,15 мм удельный съем металла Q_м и удельный расход абразива Q_a составляют соответственно
Q_м1=0,66 см³/с=5,1 г/с Q_a1=1 г/с
Q_м2=1,3 см³/c=10 г/c Q_a2=2 г/с
Q_м3=1,96 см³/c=15 г/с Q_a3=3 г/c
Объем канавки по мере износа круга меняется (т.к. уменьшается h глубина канавки), поэтому рассчитаем среднюю величину объема при h 30 мм.The presence of grooves on the working surface of the circle will allow the accumulation of coolant in their cavity, which is supplied when watering from above and through the central hole in the circle due to centrifugal forces during rotation of the circle, as well as sludge products and at the same time contribute to the removal of sludge along with part of the used coolant. When rough double-sided grinding with large stripping of metal and, accordingly, with a large consumption of abrasive material, the working surface of the wheel should include certain “pockets” for waste of the wheel and metal, which, due to the tight contact of the workpiece with the tool, are not removed from the cutting zone, but smeared on the surface of the wheel salting him. On the example of processing friction disks of standard size 380x310x7, the volume of metal and abrasive removed during cutting is determined. When the feed speed V _s 0.133 m / s and the cutting depth t 0.05; 0.1; 0.15 mm specific metal removal Q _m and specific consumption of abrasive Q _a are respectively
Q _m1 = 0.66 cm ³ / s = 5.1 g / s Q _a1 = 1 g / s
Q _m2 = 1.3 cm ³ / s = 10 g / s Q _a2 = 2 g / s
Q _m3 = 1.96 cm ³ / s = 15 g / s Q _a3 = 3 g / s
The volume of the groove changes as the circle wears out (because h decreases the depth of the groove), therefore, we calculate the average volume at h 30 mm

Для зоны повышенного засаливания объем канавки

.For the zone of increased salting, the groove volume

.

Таким образом, объем канавки даже в этой зоне является достаточным для накапливания СОЖ и продуктов шлама, объем других канавок будет большим за счет увеличенных значений радиусов t_j шагов, на которых выполняются эти канавки.Thus, the volume of the grooves even in this zone is sufficient for the accumulation of coolant and sludge products, the volume of other grooves will be large due to the increased values of the radii t _{j of the} steps at which these grooves are performed.

На фиг. 1 дана схема обработки, на фиг. 2 вид в плане шлифовального круга с концентричными переменного шага канавками; на фиг. 3 вид А-А фигуры 2, где 1 планшайба, к которой крепится шлифовальный круг; 2 шлифовальный круг; 3 крепежные гайки. Глубина канавок ограничивается высотой запрессованных в круг крепежных гаек и допустимой величиной изношенной части рабочей высоты круга, берется равной h 0,7 Н, где h высота канавки, Н - высота круга. In FIG. 1 is a processing diagram; FIG. 2 is a plan view of a grinding wheel with concentric concentric grooves; in FIG. 3 view AA of figure 2, where 1 faceplate to which the grinding wheel is attached; 2 grinding wheel; 3 mounting nuts. The depth of the grooves is limited by the height of the mounting nuts pressed into the circle and the permissible value of the worn part of the working height of the circle, taken equal to h 0.7 N, where h is the height of the groove, N is the height of the circle.

Шаг, на котором выполнена канавка в зоне засаливания,

; шаг, на котором выполнены остальные канавки, t_j=R_кр(1-0,2•j), где t_o шаг канавки в зоне повышенного засаливания, R_кр радиус круга, j номер канавки, начиная от периферии круга.The step at which the groove is made in the grease zone,

; the step at which the remaining grooves are made, t _j = R _cr (1-0,2 • j), where t _{o the} groove pitch in the zone of increased salting, R _{cr the} radius of the circle, j number of the groove, starting from the periphery of the circle.

Для устранения явлений засаливания рабочей поверхности шлифовального круга необходимо режим резания выбирать таким образом, чтобы контакт абразивного зерна с металлом не превышал 1/3 части оборота инструмента, в остальное время зерно должно остывать. В зоне, где совпадают оси инструмента и заготовки, контакт зерна с металлом не прерывается в течение i оборотов. Число этих оборотов зависит от ширины диска В R_н-R_в, где R_н - наружный диаметр диска, м; R_в внутренний диаметр диска, м,
и от величины скорости подачи V_s, м/с.To eliminate the phenomena of salting of the working surface of the grinding wheel, it is necessary to select the cutting mode so that the contact of the abrasive grain with the metal does not exceed 1/3 of the tool revolution, the rest of the time the grain should cool. In the zone where the axes of the tool and the workpiece coincide, the contact of grain with metal does not interrupt for i revolutions. The number of these revolutions depends on the width of the disk B R _n -R _in , where R _n - the outer diameter of the disk, m; R _{in the} inner diameter of the disk, m,
and on the value of the feed rate V _s , m / s.

Таким образом, i=B:(V_s/n), т.е. если величина отношения V_s/n это путь, пройденный зерном за 1 оборот, то необходимо, чтобы путь, который зерно находится в контакте, составил третью часть этого отношения

. Так как ширина дисковых заготовок такова, что выполнить данное условие зачастую невозможно, желательно на всей торцевой поверхности, а в зоне, где совпадают оси инструмента и заготовки обязательно, выполнять канавки, которые обеспечат прерывистое резание. При этом ширина канавки должна быть выбрана из условия незападания диска при движении его по рабочей поверхности круга. При наличии канавок путь, пройденный зерном, равен половине разности ширины диска и ширины канавки. Поэтому для расчета скорости продольной подачи необходимо выполнять условие

.Thus, i = B: (V _s / n), i.e. if the value of the ratio V _s / n is the path traveled by the grain in 1 revolution, then it is necessary that the path that the grain is in contact make up the third part of this ratio

. Since the width of the disk blanks is such that it is often impossible to fulfill this condition, it is desirable on the entire end surface, and in the area where the tool and workpiece axes coincide, grooves that provide intermittent cutting are necessary. In this case, the width of the groove should be selected from the condition of non-sticking of the disk when it moves along the working surface of the circle. If there are grooves, the path traveled by the grain is half the difference between the width of the disk and the width of the groove. Therefore, to calculate the longitudinal feed rate, it is necessary to fulfill the condition

.

Отсюда рассчитываем величину продольной подачи, обеспечивающей условия, для оптимальной работы зерна в зоне повышенного засаливания:

Cпособ двустороннего торцового шлифования испытан в производственных условиях. Результаты испытаний показали, что брак по прижогу и короблению дисков снизился с 3.15% до 0,8.0,9% увеличилась стойкость кругов в 2 раза. Способ значительно снижает засаливаемость рабочей поверхности кругов, улучшает условия отвода шлама из зоны резания, улучшает качество обработанной поверхности.From here we calculate the value of the longitudinal feed, which provides the conditions for the optimal work of grain in the zone of increased salting:

The method of double-sided face grinding is tested in production conditions. The test results showed that scorching and warping discs decreased from 3.15% to 0.8.0.9%, the lap resistance increased by 2 times. The method significantly reduces the salinity of the working surface of the circles, improves the conditions for removal of sludge from the cutting zone, improves the quality of the processed surface.

Claims (1)

Способ двустороннего торцевого шлифования преимущественно дисковых заготовок с центральным отверстием, при котором их перемещают в диаметральном направлении между двумя вращающимися абразивными кругами с концентрично расположенными абразивными и безабразивными зонами, отличающийся тем, что безабразивные зоны на торцах кругов образуют канавками переменного шага, при этом продольную подачу заготовок определяют по формуле
V₃ 3n(B b)/2,
где V₃ продольная подача заготовок, м/с;
n частота вращения круга, с^-1;
В ширина дисковой заготовки, м;
b ширина канавки на торце круга, м.A method of double-sided face grinding of predominantly disk blanks with a central hole, in which they are moved in the diametrical direction between two rotating abrasive wheels with concentrically arranged abrasive and non-abrasive zones, characterized in that the non-abrasive zones at the ends of the circles are formed by grooves of variable pitch, while the longitudinal feeding of the blanks determined by the formula
V ₃ 3n (B b) / 2,
where V _{3 the} longitudinal feed of the workpieces, m / s;
n frequency of rotation of the circle, s ^-1 ;
In the width of the disk billet, m;
b groove width at the end of the circle, m

Images